Modulación del ciclo de cultivo de Solanum tuberosum: Identificación de los componentes del reloj circadiano

LEONARDO STORANI; MARIA FLORENCIA REY BURUSCO; HERNANDO CE; MASSA GABRIELA ALEJANDRA; YANOVSKY MARCELO; FEINGOLD SERGIO ENRIQUE

Simposio; REDBIO 2021 modalidad virtual; 2021

La papa (Solanum tuberosum) es la principal dicotiledónea en la alimentación humana.El órgano de cosecha de la papa es el tubérculo, el cual se forma mediante el procesode tuberización, que depende de factores genéticos y ambientales. El acortamiento delos días es una de las señales de inicio de la tuberización. El incremento del fotoperíodoretrasa el inicio de la tuberización, en muchos casos inhibiéndola por completo. Estoscondicionantes ambientales limitan las áreas de producción del cultivo impidiendo quealgunos genotipos sean cultivados en determinadas zonas. Los relojes circadianos sontemporizadores endógenos que permiten sincronizar procesos biológicos concondiciones ambientales diarias y estacionales, para ajustar los tiempos fonológicos alas épocas favorables del año. El reloj circadiano regula un gran número de actividades,entre las que se encuentran la floración y la tuberización, que a su vez dependen de lainteracción con factores ambientales externos como el fotoperíodo.La hipótesis de nuestro trabajo es que mediante la modificación en la expresión de genesasociados al reloj circadiano, es posible modular el ciclo de cultivo de S. tuberosum.Empleando herramientas bioinformáticas identificamos genes que componen el relojcircadiano de los cuales seleccionamos 8: StRVE8, StELF4, StCCA1, StTOC1, StPPR5,StPRR9, StG y StLNK1. Medimos su expresión por qPCR durante 48 horas encondiciones de luz continua. Todos los genes analizados mostraron patrones deexpresión circadianos, coincidentes con los observados en la Arabidopsis thaliana.Clonamos la secuencia codificante del gen StRVE8 en un vector binario (pCHF3) pararealizar transformaciones genéticas vía Agrobacterium tumefaciens en dos genotipos deS. tuberosum con diferente respuesta al fotoperíodo; el cv. Désirée del grupo Tuberosum,insensible a la inducción fotoperiódica, y el genotipo A7450 del grupo Andígena,fuertemente regulado por la longitud del día. Debido a que el movimiento de hojas estácontrolado por el reloj circadiano, una alteración en el mismo provocaría un movimientode hojas diferente. Para comprobarlo, a partir de las líneas transgénicas obtenidas,seleccionamos los 3 eventos de cada genotipo que presentaron mayor expresión del genStVRE8 y analizamos el movimiento de las hojas respecto a las plantas sin transformar.Mientras que en las plantas sin transformar el movimiento de hojas mostró un patróncircadiano, 2 de los 3 eventos transgénicos de cada genotipo fueron arrítmicas. Porúltimo, con el objetivo de obtener una expresión disminuida de StRVE8, transformamosplantas de ambos genotipos con un amiRNA de StRVE8, los cuales se analizarán tantomolecular como fisiológicamente. En futuros ensayos se analizará la expresión de losotros genes del reloj y el fenotipo de tuberización en las líneas sobreexpresantes y enlas silenciadas para determinar si el gen StRVE8 es un buen candidato para modular elciclo de cultivo de S. tuberosum.